SMD LED LTST-C990NSKT-PO データシート - イエロー AlInGaP - 25mA - 62.5mW - 英語技術文書

1. 製品概要

本ドキュメントは、自動組立および設置スペースが限られた用途向けに設計された高性能表面実装LEDの仕様を詳細に説明しています。本デバイスはUltra Bright AlInGaPチップを採用し、鮮やかな黄色光を出力するため、幅広い現代の電子機器に適しています。

1.1 特徴

• RoHS環境基準に準拠。
• 最適化された光分布を実現するドームレンズを採用。
• Ultra Bright Aluminum Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) 半導体チップを採用。
• 自動ピックアンドプレース用に、業界標準の8mmテープに巻かれ、直径7インチのリールで供給されます。
• パッケージはEIA (Electronic Industries Alliance) 規格に準拠しています。
• ロジックレベル互換の駆動電流。
• 自動実装・組立装置に完全対応。
• 標準的な赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに耐えます。

1.2 応用分野

このLEDは、以下を含む様々な電子システムへの統合を目的として設計されています：

• Telecommunication devices and office automation equipment.
• 家電製品と産業用制御パネル。
• キーパッドとキーボードのバックライト。
• ステータスとパワーインジケーター。
• マイクロディスプレイとコンパクトな情報パネル。
• 信号照明とシンボリックな照明器具。

2. 技術パラメータ：客観的詳細解釈

2.1 Absolute Maximum Ratings

以下の制限値は、いかなる条件下でも超過してはなりません。超過するとデバイスに永久損傷を与える可能性があります。定格は周囲温度（Ta）25°Cにおける値です。

• 電力損失（Pd）： 62.5 mW。これはパッケージが熱として放散できる最大総電力です。
• ピーク順方向電流（I_F(PEAK)）： 60 mA。パルス条件（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms）でのみ許容されます。
• 連続順方向電流 (I_F）： 25 mA DC。連続動作における推奨最大電流。
• 逆電圧 (V_R）： 5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、LED接合部が破壊される可能性があります。
• 動作温度範囲: -30°C から +85°C。
• 保存温度範囲： -40°C から +85°C。
• 赤外線リフローはんだ付け条件： ピーク温度260°Cを最大10秒間耐えること。

2.2 電気的および光学的特性

これらは、特に断りのない限り、周囲温度Ta=25°C、順電流I=20mAで測定した代表的な性能パラメータです。_FこれらはLEDの動作特性を定義します。

• 光度 (I_V）： 710.0 から 1800.0 mcd (ミリカンデラ)。CIEの測光標準比視感度曲線に合わせてフィルタリングしたセンサーで測定。この広い範囲はビニングシステムによって管理されます。
• 指向角 (2θ_1/2）： 75度。これは、光度がピーク軸値の半分に低下する全角度であり、ドームレンズパッケージに典型的な比較的広い視野角を示しています。
• Peak Emission Wavelength (λ_P）： 通常591 nm。スペクトルパワー分布が最大となる波長。
• 主波長 (λ_d）： 587.0～597.0 nm。CIE色度座標から導き出された、LEDの黄色を定義する人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル線半値幅 (Δλ): 通常15 nm。最大強度の半分における発光スペクトルの帯域幅であり、色純度を示します。
• 順方向電圧 (V_F）： 1.7～2.5 V。20mAで駆動時のLED両端の電圧降下。
• 逆方向電流 (I_R）： 逆バイアス5V印加時、最大10 µA。

3. ビニングシステムの説明

生産における性能の一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに分類されます。これにより、設計者は輝度、色、電圧に関する特定のアプリケーション要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順方向電圧 (V_F) ビニング

ビンは20mA時の順方向電圧降下の範囲を定義します。各ビン内の許容差は±0.1Vです。

• E2: 1.7V – 1.9V
• E3: 1.9V – 2.1V
• E4: 2.1V – 2.3V
• E5: 2.3V – 2.5V

3.2 光度 (I_V) ビニング

ビンは20mA時の最小および最大光束出力を分類します。各ビン内の許容範囲は±15%です。

• V1: 710.0 – 900.0 mcd
• V2: 900.0 – 1120.0 mcd
• W1: 1120.0 – 1400.0 mcd
• W2: 1400.0 – 1800.0 mcd

3.3 主波長（色相）ビニング

ビンは、LEDを主波長に基づいてグループ化することで色の一貫性を確保します。各ビン内の許容差は±1 nmです。

• J: 587.0 – 589.5 nm
• K: 589.5 – 592.0 nm
• L: 592.0 – 594.5 nm
• M: 594.5 – 597.0 nm

4. 性能曲線分析

代表的な特性曲線は、様々な条件下でのLEDの動作を理解する上で重要です。これらは堅牢な回路設計に不可欠です。

4.1 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-V曲線)

I-V特性曲線は、電流と電圧の指数関数的関係を示しています。順方向電圧（V_F）は負の温度係数を持ち、接合温度が上昇するとわずかに低下します。設計者は、並列構成での熱暴走を防ぐために電流制限回路を設計する際、この特性を考慮しなければなりません。

4.2 光度対順方向電流

この曲線は、典型的な動作範囲（最大DC定格まで）において、光出力が電流に対してほぼ線形であることを示しています。LEDを絶対最大定格を超えて駆動すると、超線形な効率低下、発熱の増加、ルーメン減衰の加速を引き起こします。

4.3 光度対周囲温度

AlInGaP LEDの光出力は、周囲温度の上昇に伴って減少します。このデレーティング曲線は、高温環境で動作するアプリケーションにおいて、要求される輝度レベルを維持するために必要な設計マージンを把握する上で極めて重要です。

4.4 スペクトル分布

スペクトルグラフは、ピーク波長が591nm付近であり、スペクトル半値幅が約15nmと狭いことを確認しています。これはAlInGaP技術の特徴であり、飽和した黄色の発色をもたらします。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ外形寸法

このLEDは業界標準のSMDフットプリントに準拠しています。主要寸法には、確実なはんだ付けと自動ハンドリングを考慮して設計されたボディサイズとリード間隔が含まれます。特に断りのない限り、全ての寸法はミリメートル単位で、標準公差は±0.1mmです。パッケージはドーム形状の透明レンズを特徴としています。

5.2 推奨PCB実装パッドレイアウト

適切なはんだ接合部の形成、熱管理、および機械的安定性を確保するため、ランドパターン図を提供しています。この推奨フットプリントに従うことで、リフロー工程におけるマンホール蓋現象（トゥームストーニング）やその他のはんだ付け不良を最小限に抑えることができます。

5.3 極性識別

カソードは通常、デバイス本体に印字されています。具体的なマーキング方法についてはデータシートを参照してください。逆バイアスによる損傷を防ぐため、組み立て時には正しい極性を守る必要があります。

6. はんだ付けおよび組み立てガイドライン

6.1 IRリフローはんだ付けパラメータ

鉛フリー（Pbフリー）はんだプロセスでは、以下のプロファイルを推奨します：

• 予熱温度： 150°Cから200°C。
• 予熱時間： 最大120秒。
• 最高体温： 最大260°C。
• 260°C以上の時間： 最大10秒。
• リフロー工程の最大回数: 2回。

プロファイルはJEDEC規格に準拠する必要があります。熱容量やレイアウトが異なるため、ボード固有の特性評価が必要です。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、温度制御されたはんだごてを使用してください。

• はんだごて先端温度： 最大300°C。
• リードごとのはんだ付け時間： 最大3秒。
• 重要： 手はんだ付けは、初期組立ではなく、一度限りの修理に限定すべきです。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコール（IPA）やエチルアルコールなどの指定されたアルコール系溶剤のみを使用してください。浸漬は常温で1分未満とします。指定外の化学洗浄剤は、エポキシレンズやパッケージを損傷する可能性があります。

6.4 保管および取り扱い

• ESD対策： 本デバイスは静電気放電（ESD）に敏感です。取り扱い時は適切なESD対策（リストストラップ、接地された作業台、導電性フロア）を使用する必要があります。
• 湿気感受性レベル（MSL）： この部品はMSL 3に格付けされています。元の防湿バッグを開封後、LEDは周囲環境が30°C/60% RHを超えない条件下で、1週間以内にIRリフロー工程にかける必要があります。
• 長期保管 (開封済みバッグ): 1週間を超えて保管する場合は、はんだ付け前にLEDを60°Cで少なくとも20時間ベーキングするか、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素デシケーター内で保管してください。
• 保存期間（密封袋）: 乾燥剤入りの元の防湿包装で、30°C以下かつ相対湿度90%以下の条件下で保管した場合、1年間。

7. 包装および注文情報

7.1 テープ・アンド・リール仕様

LEDは、自動実装用のエンボス加工キャリアテープに梱包されて供給されます。

• テープ幅: 8 mm。
• リール直径： 7インチ (178 mm)。
• リールあたりの数量： 3000個。
• 最低発注数量（MOQ）： 残数は500個単位です。
• 梱包基準： ANSI/EIA-481仕様に準拠。空ポケットはカバーテープで密封されています。

8. 適用提案および設計上の考慮事項

8.1 電流制限

LEDは電流駆動デバイスです。常に直列の電流制限抵抗または定電流駆動回路を使用してください。抵抗値はオームの法則を用いて計算できます：R = (V_supply - V_F) / I_F. 最大Vを使用する_F ビンまたはデータシートから、すべての条件下で十分な電流を確保する。

8.2 熱管理

消費電力は低いものの、長寿命のためには適切なPCBレイアウトが不可欠です。はんだパッド周囲に十分な銅面積を確保し、ヒートシンクとして機能させるようにしてください。特に最大電流付近または高温環境下で動作させる場合に重要です。LEDを他の発熱部品の近くに配置しないでください。

8.3 光学設計

75度の視野角は広いビームを提供します。より集光されたビームが必要な用途では、二次光学部品（レンズ、導光体）が必要となります。ドームレンズは、インジケータとして直接視認するのに適した良好なオンアクシス強度を提供します。

8.4 信頼性と寿命

LEDの寿命は通常、光束出力が初期値の50％（L70）または70％（L50）に低下した時点と定義されます。LEDを絶対最大定格、特に電流と温度に関して下回る条件で動作させることが、動作寿命を最大化する主要な要因です。

9. よくあるご質問（技術パラメータに基づく）

9.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長 (λ_P）： LEDが最大の光パワーを発する特定の波長。スペクトルからの物理的測定値です。 主波長 (λ_d）： 標準的な人間の観察者にとって、LEDと同じ色に見える単色光の単一波長。CIE色度座標から計算され、色の指定により関連性が高いです。

9.2 このLEDを抵抗なしで3.3V電源で駆動できますか？

いいえ。 順方向電圧はわずか1.7-2.5Vです。3.3Vに直接接続すると過剰な電流が流れ、最大25mAをはるかに超え、即座にまたは急速に故障します。常に電流制限抵抗またはレギュレータが必要です。

9.3 電圧と強度にビニングシステムが存在するのはなぜですか？

半導体プロセスの製造ばらつきにより、性能にわずかな差が生じます。ビニングは、厳密に管理されたパラメータでLEDをグループ分けします。これにより、設計者は自身の設計が確実に機能するビンを選択できます（例えば、同じ輝度ビンを選択することで、アレイ内の複数のLED間で均一な明るさを確保するなど）。

9.4 MSL 3 レーティングはどのように解釈すればよいですか？

MSL (Moisture Sensitivity Level) 3は、バッグ開封後、リフローはんだ付けが必要になるまで、工場の床環境（≤ 30°C / 60% RH）に最大168時間（7日間）曝露可能であることを意味します。この時間を超えた場合、部品はベーキングされ、リフロー中に「ポップコーニング」（パッケージクラック）を引き起こす可能性のある吸湿を除去する必要があります。

10. 技術紹介とトレンド

10.1 AlInGaP Technology Principle

アルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）は、主に可視スペクトルの赤、オレンジ、琥珀色、黄色の領域で高効率LEDを製造するために使用されるIII-V族半導体化合物です。アルミニウム、インジウム、ガリウムの比率を調整することで、材料のバンドギャップを調整でき、これが発光の波長（色）を直接決定します。AlInGaP LEDは、GaAsPなどの旧来技術と比較して、高い発光効率と良好な温度安定性で知られています。

10.2 業界動向

SMD LEDの一般的な傾向は、高効率化（ワット当たりのルーメン数の増加）、小型パッケージでの高出力密度化、および色の一貫性と演色性の向上に向かっています。また、世界的に厳格な環境規制に対応するため、鉛フリーおよびハロゲンフリー材料の採用拡大が強く推進されています。パッケージング技術は、高電力アプリケーションにおける性能と寿命の主要な制限要因である熱抽出をより適切に管理するために進化し続けています。